Cháy rừng là một trong những nguyên nhân chính làm thay đổi môi trường và suy thoái cảnh quan, gây hậu quả nghiêm trọng đến sự cân bằng tự nhiên và cần thời gian dài để khôi phục hệ sinh thái và môi trường. Cháy rừng cũng gây ra sự mất ổn định khiến lớp đất bề mặt bị xói và sạt lở trong trường hợp mưa lớn.

Hệ thống giám sát cháy rừng do CAE thiết lập nhằm mục đích hỗ trợ quá trình ra quyết định của các đơn vị vận hành khác nhau trong phạm vi Trung tâm khẩn cấp, và đặc biệt thích hợp để bảo vệ dân sinh và hỗ trợ can thiệp kịp thời và hiệu quả của cơ quan phòng cháy chữa cháy.

Cơ sở hạ tầng dựa trên nền tàng MHAS (Hệ thống đa rủi ro), một công cụ quản lý đa rủi ro hiện đại hoàn chỉnh. Hệ thống có thể:

• Tính toán các chỉ số rủi ro bắt lửa;
• Liên tục giám sát khu vực một cách trực quan, bằng các camera phóng đại lớn có thể được điều khiển từ xa;
• Nhận biết sớm điểm phát lửa, nhờ camera nhiệt;
• Tích hợp các mô hình dự báo cho phép hiển thị mức độ lan rộng có thể xảy ra trên bản đồ tham chiếu địa lý.

Nhìn chung, hệ thống có thể xử lý dữ liệu nhận được và xác định chính xác kịp thời các điểm nóng được phát hiện bởi hệ thống quang học ngay khi chúng phát sinh. Hệ thống bao gồm các trạm quan sát tự động dựa trên các camera nhiệt, các máy quay phim và các công cụ phần mềm được sử dụng trong Trung tâm điều khiển và giám sát.

TRẠM PHÁT HIỆN

Các điểm cháy rừng được xác định nhờ một hệ thống các camera cực nhạy để phát hiệ các hình ảnh nhiệt, được hệ thống phân tích trong thời gian thực. Mục đích là để xác định với độ chính xác tối đa bất kỳ điểm bắt lửa nào và xác định tọa độ địa lý của đám cháy bằng cách kết hợp các hình ảnh nhiệt và hình ảnh trực quan. Hệ thống có thể được cấu hình để phát hiện nhạy bén nhiều hơn hay ít hơn các điểm nóng. Các camera có thể được điều khiển thời gian thực tại các trạm điều khiển trung tâm, cho phép người vận hành trong phòng điều hành giám sát video khu vực xung quanh trạm phát hiện, phóng to để kiểm tra và xác nhận các cảnh báo tự động do hệ thống phát hiện điểm bắt lửa tạo ra. Thêm vào đó, một luồng video luôn hoạt động và được hệ thống sử dụng để lưu các khoảng thời gian của hình ảnh, liên quan đến giai đoạn trước khi phát hiện điểm bắt lửa. Bằng cách này, có thể kiểm tra các nguyên nhân tự nhiên hay do con người gây ra sự cố trong quá trình xử lý hậu kỳ.

Mỗi trạm quan sát bao gồm:

• Cảm biến đo các thông số thời tiết chính:

    Thông thường, đây là các cảm biến tốc độ gió và hướng gió, độ ẩm, mưa, nhiệt độ và bức xạ mặt trời, có ích trong việc chuyển tải thông tin đến trạm điều khiển trung tâm để cung cấp cho các mô hình dự báo đang được phát triển

• Hệ thống giám sát từ xa hoàn chỉnh:

    Camera HD quan sát hình ảnh quang phổ: Điều này tạo ra hình ảnh quang phổ có độ phân giải cao của điểm phát lửa do camera nhiệt nhận dạng

    Camera nhiệt nhạy cảm với bức xạ hồng ngoại: Thiết bị này phát hiện sự bắt lửa hoặc một đám cháy trong phạm vi hình ảnh 6.2° x 8° với độ nhạy nhiệt <50mK f/1.0

    Hệ thống xoay 360°: Thiết bị này ngăn chặn các khu vực không liên quan và ngăn các điểm mù. Hệ thống đảm bảo sự chồng chéo hoàn hảo giữa hình ảnh nhiệt và hình ảnh trực quan

• Camera dạng vòm:

Được trang bị PTZ điều khiển từ xa (Xoay, Nghiêng và Thu phóng) và có thể kiểm soát 360° khu vực xung quanh. Hơn nữa, khả năng thu phóng mạnh mẽ cho phép người điều khiển quan sát cảnh tự động hoặc thủ công

Các camera thu được luồng dữ liệu đáng kể và cần có một kết nối băng thông rộng để gửi thông tin này đến trạm điều khiển trung tâm. CAE cung cấp mạng lưới viba với đường trục dung lượng cao phù hợp để quản lý dòng dữ liệu video, camera và các thiết bị lắp đặt tại trạm. Thiết bị được CAE cung cấp có thể giao tiếp với các hệ trục viba hiện có. Dữ liệu thời tiết có thể được truyền qua GPRS hoặc radio UHF.

ĐƠN VỊ ĐIỀU KHIỂN

Đơn vị điều khiển bao gồm các thiết bị phần cứng IT và phần mềm khác nhau được kết hợp đồng bộ với nhau để tạo thành một DSS (Hệ thống hỗ trợ quyết định) cho mục đích vận hành sử dụng.

Đơn vị liên tục phân tích các hình ảnh IR nhận được, để kịp thời xác định điểm bắt lửa tiềm tàng. Thuật toán xử lý cụ thể xác định bất kỳ điểm nhiệt  trong các khung hình thu được đơn lẻ.

Các máy trạm tại phòng điều khiển cảnh báo người vận hành về những nguy hiểm tiềm ẩn và cho phép họ xác định sự cố có xảy ra hay không. Hệ thống, dựa trên phần mềm Fi.De.Sys, cung cấp thông tin hữu ích để quyết định phương pháp can thiệp cũng như điều phối các hoạt động phòng cháy chữa cháy từ xa.

PHẦN MỀM PHÂN TÍCH FI.DE.SYS

Phần mềm do CAE phát triển để xử lý thông tin từ các thiết bị tại trạm được gọi là Fi.De.Sys (Hệ thống phát hiện cháy) và là cốt lõi của hệ thống cảnh báo sớm. Phần mềm phân tích các hình ảnh đến từ các trạm quan sát và cảnh báo người sử dụng khi phát hiện sự cố. Do kỹ thuật xử lý hình ảnh tiên tiến, có thể loại bỏ các cảnh báo sai do tác động từ môi trường hay từ bất kỳ nguồn nào gây ra bởi khu dân cư.

Phần mềm được xây dựng dựa trên nền tảng web và có tính mô đun cao. Mỗi mô đun có thể thực hiện các chức năng đơn giản hơn cho phép thiết lập sự hợp tác ứng dụng giữa cả tư vấn và tương tác giữa  một số đơn vị doanh nghiệp và cơ quan chức năng.

Người sử dụng có thể sử dụng giao diện phần mềm để:

• hiển thị hình ảnh nhiệt cho phép phát hiện bất kỳ khu vực nào cần quan tâm;
• Hiển thị luồng video thời gian thực;
• Tự động hoặc thủ công thu phóng camera đến vị trí xác định trước của đám cháy hệ thống phát hiện được;
• Phân tích trạng thái của cảnh báo của hệ thống, ghi nhận chúng, hướng đến camera vòm, tham chiếu địa lý nơi phát lửa và đánh giá khả năng lan rộng của đám cháy.

MÔ HÌNH TIẾN HÓA

Phần mềm này chứa mô hình tiến hóa để tối ưu hóa các nội dung khi chủ động sử dụng dữ liệu đám cháy, nhằm đánh giá rủi ro đối với khu vực thông qua các bản đồ và bảng biểu được tham chiếu địa lý. Mô hình tiến hóa là đầu ra cuối cùng của quá trình được hệ thống xử lý để đánh giá sư lan truyền của đám cháy.

Mô hình dựa trên cách tiếp cận nhiều lớp. Cụ thể, các cấp mô hình sau được sử dụng:

• Mô hình hóa độ phân giải 1 km của hai chỉ số để đánh giá rủi ro cháy hoàn toàn dựa trên yếu tố thời tiết: Chỉ số rủi ro cháy (IMPI) của Ý và Chỉ số thời tiết gây cháy (FWI) của Canada;
• Mô hình hóa ở độ phân giải cao hơn (250 m) của hai chỉ số để đánh giá hành vi của đám cháy, dựa trên yếu tố sẵn có ở các khu vực mục tiêu (Hệ thống dự báo hành vi cháy rừng– FBP – và Hệ thống điều phối và rủi ro cháy - RISICO).

Đầu ra cuối cùng của thuật toán mô hình hóa là ước tính độ lan của đám cháy, có tính đến các thông số và bản đồ địa phương để đánh giá trước đám cháy ở độ phân giải 25 m. Bản đồ tương tác trong phần mềm cung cấp nhiều thông tin khác nhau cho người sử dụng, chẳng hạn sự lan truyền đẳng thời, ngoài hướng lan truyền, cung cấp thông tin về khu vực bị cháy và tọa độ của nó.

Kết quả của mô hình, có thể được tham khảo thông qua Fi.De.Sys, chứa một số lớp thông tin ngoài các lớp của bản đồ rủi ro. Mỗi lần người dùng cài đặt cảnh báo thông qua Fi.De.Sys, phần mềm trở thành công cụ quan trọng để đánh giá sự hiện diện của nhà cửa, hồ chứa, đất đai hoặc bất cứ trường hợp các địa điểm đán lưu tâm đến hoạt động của đám cháy.